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图2.1 单传感器系统原理图
单传感器系统是采用一个传感器负责采集位置信号。速度信号可由位置信号近似求得。由位置信号求取速度的原理是利用位置的一阶导数。
(t)
其中，Δθ —— 在采样周期内角位移的增量 Δt —— 采样周期
采样周期是固定的，即Δt是常量，所以，Δθ实际上正比于角速度的近似值ω(t)。这样，由数字位置传感器导出角速度是可行的。
一般情况下，位置传感器采用光电编码器。图2.1表示了单个光电编码器的控制系统原理图。计算机以恒定的采样周期采集反馈信号，并将它与数字输入信号相比较，经过控制规律运算后，产生控制信号并以均匀的速率输出，通过转换和功放，驱动执行电动机。
可逆计数器以固定的周期记录光电编码器的脉冲数。计算机采集数据后，若立即清除计数器的数，那么每次读入的数为位置的增量。若每次读入数据后不清零，那么前后读入的数据的差值为位置的增量。在计算机内累加每次的位置增量，可得到输出轴的绝对位置。这样，依靠单个光电编码器同时可获得位置反馈信号和近似速度反馈信号，这种系统仍然具有速度和位置双环回路。
但是，单个光电编码器反馈控制系统的速度分辨率较低，由于速度的计算经过数字的量化，往往呈现较明显的分段常值或阶梯型的函数。这对系统的控制性能会产生不良的影响。可通过提高光电编码器的线数来加以改善。
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